KR870001342Y1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열교환기

제1(a)도, 제1(b)도, ~제3(a)도,제3(b)도는 종래의 침형상 핀을 구비한 열교환기에 관한 것으로.

제1(a)도는 정면도.

제1(b)도는 횡단면도.

제2도는 부분사시도.

제3(a)도는 일부분의 횡단면도.

제3(b)도는 침형상 핀 일부분의 횡단면도.

제4(a)도, 제4(b)도, 제4(c)도 및 제5도는 본 고안의 열교환기의 실시예를 도시한 것으로.

제4(a)도는 일부분의 횡단면도.

제4(c)도는 일부분의 정면도.

제5도는 침형상 핀의 확대사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 공기류 4a,4b : 유속벡터

2,20 : 침형성핀군 2b,20b : 타발부

2a,20a : 폭방향양단부 2c,20c : 침형상부

본 고안은 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 격벽을 통해서 저온유체로부터 저온유체로 열에너지를 이동시켜, 가열 또는 냉각을 행하게 하는 장치이다. 열교환기를 구조에 따라 분류한 것에 핀 부착형 열교환기가 있다. 전열관의 바깥측에 기체를 흘릴 경우에는 전열관과 기체사이는 열전달율이 작으므로, 전열관의 표면에 핀을 부착해서 열유속을 증가시킨 핀부착관형 열교환기가 사용된다.

이상과 같이, 일반적으로 열교환기의 전열성능을 향상시키기 위해서, 전열관에 여러가지의 핀을 접합하는 일이 행해지고 있으며, 그 형상 등도 여러가지 제안되어 본원 고안자들도 종래의 콜게이트핀 대신에 고성능인 침형상핀을 구비한 열교환기(일본국 실원소 56-111005호, 동 실원소 57-1714호)를 제안하고 있다.

이 침형상 핀을 구비한 열교환기는 카에어콘이나 주택용 에어콘의 콘덴서 혹은 증발기 등에 뛰어난 것으로서, 그 구조는 예를들면 제1도 내지 제3도에 표시한 바와같이, 전열관으로 내부에 격벽(1a)을 가진 압출편평관(1)이 사용되고, 그 편평면(1b)이 서로 간격을 두고 대향함과 동시에 평행으로 배치되어, 이 편평면(1b)으로 형성되는 간격안에 띠형상 금속판으로 콜게이트형성이 된 침형상핀군(2)이 편평관(1)의 길이방향과 직교해서 접합되어 있다. 그리고, 편평관(1)의 양단부의 유니온(3)을 개재해서 열교환매체가 관내로 보내져, 편평관(1)의 길이방향과 직교하는 방향(침형상 핀군(2)의 콜게이트 성형된 직선부에 연하는 방향)으로부터 공기(4)등의 관의 유체가 유입하여 열교환이 행해진다.

이 침형상 핀군(2)의 띠형상 금속판(판폭 h)의 폭방향 양단부(2a)를 약간 남게해서 여러개의 장방형의 타발부(2b)를 형성하여 사다리형으로 하고, 이것을 길이방향에 연해서 사행폭(w)으로 해서 지그재그시켜서 콜게이트성형하여, 그 폭방향 양단을 사전에 편평면(1b)에 부착되어 있는 땜납재 혹은 접착제로 납땜이나 접착을 해서 편평면(1b)사이에 접합된다. 그리고, 이 침형상 핀(2c)을 다수 가진 침형상 핀군(2)의 내열은 공기(4)의 흐름방향과 평행인 핀피치가(P_L), 공기(4)의 흐름방향과 직각인 핀피치가(P_T)로 되어있다.

그러나, 이러한 침형상 핀을 구비한 열교환기에서는, 띠형상 금속판에 타발부(2b)를 형성해서 침형상 핀(2c)을 남기기 때문에 타발부(2b)의 분만큼 재료가 낭비되어 자원절약적 견지 및 재료 생산가적 견지에서 바람직하지 못하며, 특히 띠형상 금속판으로 알루미늄을 사용할 경우에는 낭비가 많다. 또, 이 침형상 핀군(2)은 그 구조상, 높이(h)방향이 강성이 낮고 편평면(1b)에 접합할때에 가압해서 밀착할 필요가 있으나, 이에 수반하여 침형상 핀(2c)이 만곡해서 핀피치(P_L)(P_T)가 불균일하게 되어 제품의 가공불량이 된다. 또한, 전열성능상, 공기(4)의 흐름방향에 대해서 침형상 핀(2c)이 일직선으로 배열되기 때문에 상류측의 침형상핀(2c)으로 형성된 경계층류 속에, 이어지는 하류측의 침형상 핀(2c)이 들어가버려 핀효율의 저하를 초래한다는 결점이 있다.

또, 상기와 같은 침형상 핀(2c)을 갖춘 열교환기에서는, 침형상 핀군(2)에의 공기(4)의 유입은 콜게이트성형의 만곡부, 즉 정상부 및 저부에서 행하여짐과 동시에 공기의 유출도 마찬가지로 만곡부에서 행하여지므로 공기(4)의 유입, 유출에 커다란 장해가 되며, 공기(4)의 콜게이트성형의 만곡부에서의 유속벡터(4a)는 작고, 직선부에서의 유속벡터(4b)는 커진다. 이 때문에 열교환기의 입력측과 출구측과의 압력손실이 커짐과 동시에 유속의 불균일에 의한 열전도율의 저하를 초래하여, 전열성능이 저하하는 결점이 있다. 또한, 상기침형상 핀의 단면형상이 사각형으로 모서리부분이 뽀족하기 때문에 이 모서리부분 근처를 흐르는 기체가 난류를 일으켜, 압력손실이 켜져서 소음을 발생할 뿐만 아니라 압력손실에 의해서 기체의 유속이 저하되어 열전달을 이 저하함과 동시에 침형상부분(2c)이 공기흐름(4)의 방향에 대해서 직선상태로 배열되어 있다. 이때문에 하류측 침형상부분(2c)은, 상류측의 침형상부분(2c)에서 공기흐름(4)과의 접촉이 저해되어 하류측의 침형상부분(2b)의 공기측 열전달율이 낮아져, 이 결과 열전달율의 향상이 충분하다고 말할 수 없다.

본 고안의 목적은, 이와같은 종래의 결점을 해소하고, 핀재료의 수득율향상, 핀강성의 향상, 제품의 가공불량의 저감 및 전열성능의 향상을 도모할 수 있는 열교환기를 제공하는데 있다. 이와같은 목적을 달성하는 본 고안의 구성은, 내부에 열교환매체를 통과시키는 편평관의 편평면이 서로 간격을 두고 대향해서 평행으로 배치됨과 동시에 서로 대향한 편평면 사이에 띠형상 금속판을 그 길이방향으로 콜게이트성형한 핀이 접합되어서 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 핀을, 띠형상 금속판의 폭방향 양단부를 남겨두고 콜게이트성형의 만곡부에 대응하는 부분을 타발함과 동시에 콜게이트성형의 직선부에 대응하는 부분에 여러개의 폭방향의 절결을 형성하여 서로 인접하는 부분을 교호로 돌출시킨 침형상 핀군으로 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 제4도 내지 제5도에 따라서 상세히 설명한다.

본 고안의 열교환기는 종래와 마찬가지로, 전열관으로서 내부의 길이방향에 연해서 격벽(1a)이 형성된 압출편평관(1)이 사용되고, 그 편평면(1b)이 서로 간격을 두어서 대향됨과 동시에 평행으로 배치되도록 한개의 압출편평관(1)을 사행시키거나, 혹은 헤더를 개재해서 여러개의 압출편평관(1)을 부착하고 있으며, 이 편평관(1b)으로 형성되는 간격내에 띠형상 금속판으로 콜게이트 성형되 침형상 핀군(20)이 편평관(1)의 길이방향과 직교해서 납땜이나 접착제로 접합되어 있다.

이 띠형상 금속판으로 성형되는 침형상 핀군(20)은, 판두께(T), 판폭(h)의 띠형상 금속판을 사용하여, 그 폭방향 양단부(20a)를 약간 남게하여 콜게이트성형의 만곡부(R)에 대응하는 부분을 타발하여 타발부(20b)를 형성하는 한편, 콜게이트성형의 직선부(L)에 대응하는 부분에는 판두께(T)와 대체로 같은 정도의 간격으로 폭방향의 절결을 형성해서 절입한 것끼리 사이를 침형상 핀(20c)으로 하여, 서로 인접하는 침형상 핀(20c)을 교호로 돌출시켜 제5도에 확대해서 표시한 것과 같이 침형상핀군(20)으로 한 것이며, 이 침형상 핀군(20)을 콜게이트 폭을(W)로 함과 동시에 직선부(L)가 핀피치(P_T)가 되도록 콜게이트 성형해서 그 폭방향 양단부(20a)를 편평관(1)의 편평면(1b)사이에 삽입하여, 편평면(1b)에 미리 부착시킨 땜납재 또는 접착제에 의해서 접합한다. 이와같이 해서 접합된 침형상 핀군(20)은 공기(4)의 흐름방향과 평행인 핀피치가(P_L), 공기(4)의 흐름방향과 직각방향에서는 콜게이트성형의 직선부분(L)에 대해서는, 핀피치가(P_T), 이 직선부분(L)상에서의 침형상 핀(20c)사이에서는 핀피치(P_t)가 되고, 또한, 핀 높이가(h), 핀의 파고가 (W)된다.

이와같이 성형된 침형상 핀군(20)을 갖춘 열교환기에서는, 그 침형상 핀군(20)의 성형에 있어서 콜게이트성형후에 만곡부(R)가 되는 부분에 대응해서 타발부(20b)를 형성하는 것 뿐이며, 재료의 수득율이 대폭 향상한다. 또, 침형상 핀군(20)은 절결을 형성하여 서로 인접하는 침형상핀(20c)을 교호로 돌출시키도록 했기때문에 강성도 대폭 향상되어, 편평면(1b)에의 접합시에 가압력이 가해져도 변형하지 않고 제품의 변형이 없는 열교환기를 얻게 되어 품질도 안정된다. 또한, 종래의 침형상 핀군에 배해 타발부를 교호 성형해서 사다리형상으로 하지 않으므로 이 타발부에 상당하는 부분만큼 핀 계수를 증대해서 전열면적을 증대할 수 있어 전열성능을 향상할 수 있음과 동시에 동일성능에 대해서는 열교환기의 소형화를 달성할 수 있다. 또, 침형상 핀이 교호로 요철이 되게 배열되어 있으므로 경계층의 발달을 저지할 수가 있어, 전열성능의 향상이 된다.

Claims (2)

1. 내부에 열교환 매체를 통과시키는 편평관의 편평면이 서로 간격을 두어서 대향하여 평행으로 배치됨과 동시에 서로 대향한 편평면 사이에 띠형상 금속판을 그 길이방향으로 콜게이트성형한 핀이 접합되어서 된 열교환기에 있어서, 상기 핀(20c)을 띠형상 금속판의 폭방향 양단부(20a)를 남겨두고 콜게이트성형의 만곡부에 대응하는 부분을 타발함과 동시에 콜게이트성형의 직선부에 대응하는 부분에 여러개의 폭방향의 절결을 형성하여 서로 인접한 부분을 교호로 돌출시킨 침형상 핀군(2c)으로 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 폭방향의 절결의 간격을 핀(20c)을 구성하는 금속판의 판두께와 대략 같게한 것을 특징으로 하는 열교환기.